2.6. Теплоизоляционные и акустические материалы

Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия, их классификация.

Рыхлые: минеральная вата, стекловата, вспученный перлит и вермикулит, измельченные диатомит и трепел, пористые рыхлые горные породы. Свойства и применение в строительстве.

Жесткие теплоизоляционные материалы и изделия. Требования к ним и области их применения в строительстве.

Органические теплоизоляционные материалы, их классификация. Требования к органическим жестким теплоизоляционным материалам и изделиям, применение их в строительстве.

Акустические материалы и изделия, их классификация.

Звукоизолирующие материалы и изделия: пористые, пористо-упругие, перфорированные.

Техника безопасности и производственная санитария при работе с теплоизоляционными и звукоизоляционными материалами.

Методические указания

Следует уяснить, что применение теплоизоляционных материалов при проектировании зданий позволяет значительно экономить основные строительные материалы, снижать вес конструкций и расход топлива на обогрев помещений при отрицательных температурах.

Надо помнить, что все теплоизоляционные материалы по составу основного сырья подразделяются на органические и неорганические. Последние имеют особо большое значение благодаря возможности их использования для тепловой изоляции не только холодных, но и горячих поверхностей.

Изучение каждого вида теплоизоляционных материалов следует проводить по следующей схеме:

- исходное сырье для производства и технологии изготовления изделия;

- свойства (объемная масса, коэффициент теплопроводности, температура применения);

- область применения.

Акустические материалы так же, как и теплоизоляционные, имеют высокую пористость. Их изучают по схеме:

- состав и структура материала;

- коэффициент звукопоглощения в определенном интервале частот;

- применение изделия.

Надо учесть, что в обычном жилищном строительстве специальные акустические материалы применяют сравнительно редко, так как их роль могут выполнять многие теплоизоляционные материалы.

Вопросы для самопроверки

1. Какие материалы называются теплоизоляционными?

2. Какие вы знаете органические теплоизоляционные материалы и где их применяют?

3. Какие вы знаете теплоизоляционные материалы на основе неорганического сырья?

2.7. Металлы и сплавы

Строение и свойства чистых металлов и металлических сплавов. Затвердевание и строение литого металла. Металлические сплавы. Классификация. Основные виды диаграмм состояния сплавов.

Строение и свойства железоуглеродистых сплавов. Цементная диаграмма состояния сплавов железо-углерод. Структура сталей в равновесном состоянии. Структура белых чугунов. Влияние углерода и нормальных примесей на механические свойства сталей.

Классификация сталей по химическому составу и назначению. Классификация конструкционных углеродистых сталей. Марки стали.

Термическая обработка стали. Структура сталей в неравновесном состоянии. Свойства сталей в неравновесном состоянии. Виды термической обработки стали: закалка, отпуск, нормализация и отжиг. Химико-термическая обработка стали (цементация и азотирование).

Механические свойства мягких сталей при наклепе и старении. Наклеп стали. Структура стали в состоянии наклепа. Влияние наклепа на механические свойства мягких сталей. Понятие о механическом старении мягких сталей. Механические свойства мягких сталей после быстрого охлаждения и естественного старения.

Легированные стали. Классификация легирующих элементов.

Классификация легированных сталей по назначению, химическому составу и структуре. Марки легированных сталей. Легированные стали, применяемые в транспортном строительстве и, в частности, в мостостроении.

Чугуны. Классификация чугунов (белые, серые и ковкие чугуны). Серые (литейные) чугуны. Происхождение графита в серых чугунах. Классификация серых чугунов. Механические свойства серых чугунов. Высокопрочные (модифицированные) серые чугуны. Марки серых чугунов и применение их в строительстве. Ковкие чугуны.

Коррозия металлов и металлических сплавов. Электрохимическая коррозия металлов. Основные виды коррозии (атмосферная, подводная, почвенная и др.). Факторы, определяющие стойкость металлов против коррозии. Понятие о пассивном состоянии металла. Способы защиты металлических конструкций от коррозии. Защита неметаллическими покрытиями. Защита металлическими покрытиями.

Методические указания:

В современной технике и строительстве металлы и их сплавы имеют огромное значение благодаря их высокой прочности на растяжение, способности к упругопластическим деформациям и другим свойствам.

Металлы применяются как для изготовления специально металлических деталей и конструкций различного назначения, так и в качестве арматуры для производства железобетонных изделий.

Изучение этого раздела необходимо начать с ознакомления с основами технологии получения и строением металлов, влиянием их структуры и химического состава на основные свойства.

Совершенствование технологии основывается на внедрении выплавки стали в кислородных конверторах, электропечах, внедрении вакуумного, электрошлакового, плазменного, электролучевого переплавов, непрерывной разливки, обработки жидкой стали синтетическими шлаками, инертными газами, а также на других прогрессивных способах производства и улучшения качества металла.

Необходимо подробно изучить свойства строительной стали, ее марки и требования к ней.

Изучая свойства металлических сплавов, студент узнает, что свойства металлов и их сплавов обусловлены не только химическим составом, но и их строением. В настоящее время для изучения строения металлов применяются рентгеновский метод и электронный микроскоп. Нужно обратить особое внимание на графическое изображение изменения свойств металлов и сплавов под действием температуры и химического состава, выражающееся в построении диаграмм состояния. Наиболее важной является диаграмма состояния сплавов железа с углеродом, которая используется при изучении литейного производства, термической обработки, сварки, обработки металлов давлением.

Изучая различные способы производства чугуна и стали, студент должен понять, как можно улучшить свойства этих металлов с помощью легирующих добавок, а также то, какие примеси в черных металлах являются вредными.

Поскольку огромные потери металлов происходят из-за недостаточной химической стойкости, необходимо изучить сущность процессов коррозии металлов, ознакомиться с основными мерами защиты металлов и их технико-экономическими характеристиками.

Вопросы для самопроверки

1. Какие вы знаете металлические сплавы на основе железа?

2. Какие марки стали применяются в строительстве, и каковы основные требования, предъявляемые к этим сталям?

3. Какие марки и виды чугунов применяются для строительных конструкций?

4. Какие эффективные виды стальной арматуры вам известны?

5. Как изменяются свойства железоуглеродистых сплавов по мере увеличения в них углерода?